Hallsensorapplikasjoner
I 1879, mens han jobbet med sin doktoravhandling ved Johns Hopkins University, utførte den amerikanske fysikeren Edwin Herbert Hall et eksperiment med en gullplate. Han førte en strøm gjennom platen ved å plassere selve platen på glasset, og i tillegg ble platen utsatt for virkningen av et magnetfelt rettet vinkelrett på planet og følgelig vinkelrett på strømmen.
I rettferdighet bør det bemerkes at Hall på dette tidspunktet var engasjert i å løse spørsmålet om motstanden til spolen som strømmen flyter gjennom avhenger av tilstedeværelsen ved siden av den. permanent magnet, og innenfor dette arbeidet har forskere utført tusenvis av eksperimenter. Som et resultat av gullplateeksperimentet ble det funnet en viss potensialforskjell ved sidekantene av platen.
Denne spenningen kalles Hall-spenningen... Prosessen kan grovt beskrives som følger: Lorentz-kraften får en negativ ladning til å samle seg nær den ene kanten av platen, og en positiv nær den motsatte kanten.Forholdet mellom den resulterende Hall-spenningen og verdien av den langsgående strømmen er en karakteristikk av materialet som et bestemt Hall-element er laget av, og denne verdien kalles «Hall-motstanden».
Hall-effekten fungerer som en ganske nøyaktig metode for å bestemme typen ladningsbærere (hull eller elektron) i en halvleder eller metall.
Basert på Hall-effekten produserer de nå Hall-sensorer, enheter for å måle styrken til et magnetfelt og bestemme styrken til en strøm i en ledning. I motsetning til strømtransformatorer gjør Hall-sensorer det mulig å måle likestrøm også. Dermed er bruksområdene til Hall-effektsensoren generelt ganske omfattende.
Siden Hall-spenningen er liten, er det bare logisk at Hall-spenningsklemmene er tilkoblet operasjonsforsterker… For å koble til digitale noder, er kretsen supplert med en Schmitt-trigger og det oppnås en terskelenhet, som utløses ved et gitt nivå av magnetfeltstyrke. Slike kretser kalles Hall-brytere.
Ofte brukes en Hall-sensor sammen med en permanent magnet og utløses når permanentmagneten nærmer seg sensoren innenfor en viss forhåndsbestemt avstand.
Hallsensorer er ganske vanlige i børsteløse eller ventilelektriske motorer (servomotorer), hvor sensorene er installert direkte på motorstatoren og fungerer som en rotorposisjonssensor (RPR) som gir tilbakemelding på rotorposisjonen, lik en kollektor i kollektor. DC motor.
Ved å feste en permanent magnet på akselen får vi en enkel omdreiningsteller, og noen ganger skjermingseffekten til selve den ferromagnetiske delen på den magnetiske fluksen av permanent magnet… Den magnetiske fluksen som Hall-sensorer typisk utløses fra er 100-200 Gauss.
Produsert av den moderne elektronikkindustrien, tretråds Hall-sensorer har en åpen kollektor n-p-n-transistor i pakken. Ofte bør strømmen gjennom transistoren til en slik sensor ikke overstige 20 mA, derfor er det nødvendig å installere en strømforsterker for å koble til en kraftig belastning.
Magnetfeltet til en strømførende leder er vanligvis ikke sterkt nok til å utløse en Hall-sensor, siden følsomheten til slike sensorer er 1-5 mV / G, og derfor, for å måle svake strømmer, vikles en strømførende leder på en toroidal kjerne med gap og en Hall-sensor er allerede installert i gapet ... Så med et gap på 1,5 mm vil den magnetiske induksjonen nå være 6 Gs / A.
For måling av strømmer over 25 A går strømlederen direkte gjennom den toroidale kjernen. Kjernematerialet kan være alcifer eller ferritt hvis det måles høyfrekvent strøm.
Noen ion-jet-motorer fungerer på grunnlag av Hall-effekten og fungerer svært effektivt.
Hall-effekten er grunnlaget for elektroniske kompasser i moderne smarttelefoner.